主要研發(fā)者朱槿教授(Jinn P. Chu)說(shuō):“我們通過(guò)簡(jiǎn)單的光刻和濺射沉積工藝在Si基底上成功地制造了第一個(gè)金屬玻璃納米管,可用于大規(guī)模的集成。”
金屬玻璃具有顯著的機(jī)械和熱物理性能,高強(qiáng)度和生物相容性。它們的無(wú)定形結(jié)構(gòu)和缺少晶界說(shuō)明了它們的不尋常特性,但也意味著它們?cè)谡w上幾乎沒(méi)有塑性變形。這個(gè)缺點(diǎn)使得大塊金屬玻璃變脆,不可能在室溫下工作。
然而,使用濺射沉積技術(shù)制造薄膜MG,其中材料從靶材噴射到基底上,是柔性的,并且保留了BMG卓越的機(jī)械屬性。臺(tái)灣科技大學(xué)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)采用這種方法在Si襯底上生產(chǎn)了單獨(dú)的MGNTs。使用射頻磁控管濺射在光刻膠模板上濺射沉Zr55Cu30Al10Ni5的涂層,然后通過(guò)在溶劑中對(duì)襯底進(jìn)行超聲波振動(dòng)來(lái)去除光刻膠模板。
研究人員發(fā)現(xiàn),隨著納米管壁變厚,涂層表面變得更疏水。朱槿教授解釋道:疏水性是由于空氣被困在管內(nèi),防止了水分進(jìn)入納米結(jié)構(gòu)。他們還觀察到表面冷卻在納米室內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓,對(duì)水滴產(chǎn)生吸力。相反,表面加熱會(huì)在納米腔內(nèi)產(chǎn)生正壓,從而推動(dòng)液滴。
通過(guò)加熱和冷卻MGNT陣列,水可以被排斥并依次附著在表面上。研究人員證明,這種熱響應(yīng)潤(rùn)濕/去濕行為在25℃和55℃之間的至少5個(gè)循環(huán)內(nèi)是可逆的。朱槿指出:MGNT陣列代表了一個(gè)具有可切換接觸界面的仿生模擬器,其行為可以通過(guò)改變表面溫度來(lái)簡(jiǎn)單控制。
研究人員建議,MGNT陣列提供的特性組合可能會(huì)對(duì)太陽(yáng)能電池、光學(xué)傳感器和生物傳感器有益。
朱槿教授表明:成本效益型金屬玻璃納米管(MGNTs)的發(fā)明將使納米技術(shù)進(jìn)入一個(gè)新時(shí)代。